JPH09506733A

JPH09506733A - 改良された絶縁材を備えた電気ケーブル及びその製造方法

Info

Publication number: JPH09506733A
Application number: JP7516723A
Authority: JP
Inventors: エル．マクグレガー，ゴールドン; ビー．マイナー，レイモンド; ハーディー，ウィリアム; ケネディ，マイケル
Original assignee: W.L. Gore and Associates Inc
Current assignee: W.L. Gore and Associates Inc
Priority date: 1993-12-13
Filing date: 1994-03-03
Publication date: 1997-06-30
Also published as: WO1995016999A1; EP0734577A1; US5468314A; AU7135994A; US5750931A

Abstract

(57)【要約】改良された絶縁性ケーブルアセンブリーとその製造方法が開示される。絶縁性ケーブルアセンブリーは、膨張可能な熱可塑性マイクロスフェアーで延伸膨張されたポリマー絶縁材層の中に収容された導体を含む。比較的非伸縮性の外側外装の使用が、絶縁材層の延伸膨張を調節し、絶縁材と導体の間のぴったりした適合を確保する。この絶縁材層は、高度に弾力性であり、ケーブルの機械的操作による圧縮や損傷に由来する誘電率の変化に耐える。また、ケーブルアセンブリーが完成された後に絶縁材層を延伸膨張させ得ることは、低い誘電率を損なうことなく、ケーブル製造にはるかに大きい自由度を与える。

Description

【発明の詳細な説明】改良された絶縁材を備えた電気ケーブル及びその製造方法関連の出願本出願は、１９９３年２月２６日に出願された本出願人の米国特許出願第０２３６４２号の一部継続出願である。発明の背景１．発明の分野本発明は、電気ワイヤーとケーブルに関する。具体的には、本発明は、ワイヤーとケーブル用の改良された電気絶縁材及びその製造方法を提供する。２．関連技術の説明電気ワイヤーとケーブルの製造において常に存在する問題点の１つは、高速の電気的伝送と効率的電気絶縁性をバランスさせる必要性である。この面における比較的効率的な絶縁材料の１つは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から作成された絶縁材、とりわけ１９７６年４月２７日に発行されたＲｏｂｅｒｔＷ．Ｇｏｒｅの米国特許第３９５３５６６号に開示のような延伸膨張ＰＴＦＥ（ｅＰＴＦＥ）から作成された絶縁材である。ｅＰＴＦＥ材料は、電気絶縁材としてそれを特に有効にする割合に低い誘電率、化学的不活性、高強度、低い電気的損失、及び高い使用温度（即ち、熱安定性）を含む多くの特性を有する。電気絶縁材は、通常は、種々のポリマー絶縁材を用い、中心の導体に周りに絶縁材料を押出する又は巻回するのいずれかによって製造されている。ワイヤーの周りの絶縁材の押出は、非常に迅速で効率的な製造技術であるものの、特定の押出プロセス（例えば、一部のラム式押出技術）が、ポリマー絶縁材がワイヤー上に押出された場合、それが割合に低い「引抜(pull-out)」抵抗を有する傾向にあるといった制約を有する。「引抜」の問題は、ＰＴＦＥやｅＰＴＦＥなどの材料では、それらの固有の潤滑性のためにその度合いが増す。本出願人の米国特許第出願第０２３６４２号に開示のように、絶縁材製造の１つの見込みのある改良には、ＰＴＦＥ材料と熱可塑性の膨張可能なマイクロスフェアーの組み合わせがある。ノーベルインダストリーズスウェーデン（Sundsval l、スウェーデン）から商標ェアーは、イソペンタンのような揮発性液体を封入する熱可塑性シェルを有する。熱又は同様な活性化エネルギーに曝されると、そのマイクロスフェアーは元のサイズの何倍にも劇的に膨張し、活性化エネルギーが除かれたときにそのサイズを保持する。ＰＴＦＥとマイクロスフェアーの複合材料を必要な活性化エネルギーに曝すことによって、延伸膨張ＰＴＦＥが製造されることができる。マイクロスフェアーの膨張に加えて、得られた材料の密度をなお一層低下させるため、そのＰＴＦＥはさらに機械的に延伸膨張されることができる（即ち、マイクロスフェアー膨張の前、途中又は後）。これらのプロセスは、非常に低い誘電率と、導体を伝わる高い伝搬速度を備えた電気絶縁材を製造する。ＰＴＦＥと膨張可能なマイクロスフェアー材料は、導体の上に容易に同時押出されることが可能であるが、膨張可能なマイクロスフェアーが活性化されると、その材料の内径と外径の両方が大きくなり、導体からの絶縁材の引き離しが生じることが観察されている。この状態は歓迎されず、乏しいワイヤー引抜抵抗の端的なケースを呈する。電気絶縁材を製造するため、ポリマーとマイクロスフェアーの複合材料に関して多数の検討がなされているが、誰も、強いワイヤー引抜抵抗を備えたそのような絶縁材を使用して導体を製造する何らかの容易な手段を提案していない。電気絶縁材用にポリマーとマイクロスフェアーを組み合わせるこれまでの検討のいくつかの例に、１９８１年６月１６日に発行されたＳｔｅｃｈｌｅｒの米国特許第４２７３８０６号明細書（ポリオレフィンやポリエステルのようなポリマーの中に天然産のシリカとアルミナのマイクロスフェアーを採用）、１９９２年５月１９日に発行されたヤマニシらの米国特許第５１１５１０３号明細書（フルオロアクリレート、シリコーン又はシリコーンアクリレートのような紫外(U.V.)線硬化性ポリマー中にシリカ又はポリマーのマイクロスフェアーを採用）、１９９２年７月７日に発行されたヤマニシらの米国特許第５１２８１７５号明細書（シリコーンアクリレート、シリコーン又はフッ化アクリレートのような紫外線硬化性ポリマー中に熱膨張可能なポリマーのマイクロスフェアーを採用）がある。この後者の場合、膨張可能なマイクロスフェアーが流動性液体樹脂の中で膨張され、これは導体に対してより均等な仕方で絶縁材を膨張させるが、十分な連続気泡の構造を提供しない。１９９２年１１月２４日に公開された特開平４−３３５０４４号公報において、ＰＴＦＥと未膨張の熱可塑性で膨張可能なマイクロスフェアーを混合し、次いでマイクロスフェアーを膨張させ、導体の周りに電気絶縁材を形成することにより、低誘電率を有する電気絶縁材が製造可能なことが教示されている。この材料は低誘電率を有する連続気泡の構造を与えるが、前記のように、導体の周りにその材料を同時押出することが、膨張がその場で行われた後の導体と絶縁材の間のゆるい取り付けをもたらす。低誘電率のケーブルの製造におけるさらにもう１つの重要な問題は、ケーブル製造プロセスの全体にわたって低い誘電率を保持することである。このことは、大部分はケーブルの誘電率と物理的・機械的耐久性の間の典型的な直接の相関関係に起因する（即ち、低誘電率の絶縁材は、一般に、低い誘電率を達成するために必要な高い気孔率と低い密度のため、機械的力に対する抵抗が低いことを特徴とする）。その結果、低誘電率のケーブルの製造と取扱いの際に注意が喚起されないと、ケーブルの絶縁特性は使用に供される前であっても、劇的に損なわれることがある。従来、これらの問題に対処するため、多くの解決策が提案されている。例えば、ケーブル製造の際に誘電性材料に強く作用する力を低下・調節する目的で、電気ケーブルの製造・生産の間に「キッドグローブ」取扱い技術が採用されている。典型的なキッドクローブ技術は、ケーブル構成成分に及ぼされる低減された張力を使用し、緻密化を生じさせることがあるローラーや同様な装置の数を減らし、ケーブル又はその部材に負荷を与えることがあるワイヤー巻回その他の工程の前に絶縁材の特殊な取扱いを採用することを含む。不都合なことに、このような技術の殆ど全てが、労力、装置、及び製造処理速度においてコストを高くする傾向にある。製造の際に低誘電率ケーブルに発生する損傷を抑えるもう１つの取組は、その後の工程の際に遭遇する全ての負荷を支持するための、絶縁された導体の上に配置された自己支持性カバーを使用する。この方法によって多少の改良が達成されることができるが、一般に、カバーを施す際に絶縁材料に及ぼされる圧力によって、高められた誘電率が依然として生じることがある。ケーブル製造プロセスそのものによる高められた誘電率の問題は、同軸ケーブルのような多数層ケーブルの生産において特に問題である。多数の異なる絶縁層と導電層が１本のケーブルに統合されなければならないこれらの場合、このプロセスの際に１枚以上の絶縁層が緻密化する可能性が間違いなく高い。従って、本発明の目的は、製造プロセスそのものによっては悪影響されない、低い誘電率を有する電気ケーブルを提供することである。本発明のもう１つの目的は、導体をぴったり囲むポリマー／膨張可能なマイクロスフェアーの複合材料の電気絶縁材を提供することである。本発明のもう１つの目的は、導電体の周りに迅速に且つ容易に装着されることができる電気絶縁材を提供することである。本発明のもう１つの目的は、特殊な取扱操作の必要性が殆どない、同軸ケーブルのような各種の高速電気ケーブルを製造する、絶縁された導電体の製造プロセスを提供することである。本発明のさらにもう１つの目的は、導電体と絶縁材の間のぴったりした適合を与えながら、導電体の周りにその場でポリマーの電気絶縁材を膨張させる、絶縁された導電体の製造プロセスを提供することである。本発明のこれら及びこの他の目的は、以降の説明の再吟味より明らかになるであろう。発明の要旨本発明は、改良されたケーブルアセンブリー及びその製造方法である。本発明のケーブルアセンブリーは、１本以上の導電体、延伸膨張可能なポリマー（例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ））と膨張可能な熱可塑性マイクロスフェアーの複合絶縁材層、及び導電体と絶縁材層の周りにジャケットにされた比較的非伸縮性の外装(she ath)（即ち、コーティング、巻回、シールド、チューブ、編組、スキンなど）を含んでなる。外装の中でポリマー／マイクロスフェアーの複合材料を膨張させることにより、この複合材料は導電体とのぴったりした接触を維持し易い。このことは、ワイヤー引抜に抵抗すると同時に優れた電気的伝送特性を有するケーブルを提供する。しかも、本発明に従うと、低い誘電率と、特殊な取扱技術に対する最少限の必要性の両者を備えたケーブルを製造することができる。本発明は、導電体に絶縁材層を施すための、またその導電体と組成物を外装の中にジャケットにするための種々のプロセスを含む各種の製造方法を採用する。本発明は、とりわけ同時押出プロセスによるケーブルアセンブリーの高速生産に特に適する。本発明のもう１つの態様において、ローリングダイのような型の中で導体を囲む絶縁材を膨張させることによって高速ケーブルが生産され、これはケーブルを囲む恒久的な外装の必要なしに導体と絶縁材の間にしっかりした適合を与える。図面の説明本発明の作用は、添付の図面と併せて次の説明を考慮することによって明らかになるはずである。図１は、本発明に使用された組成物の１５０倍に拡大された走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。図２は、本発明の組成物の１５０倍に拡大されたＳＥＭ写真である。図３は、本発明の組成物の１２８０倍に拡大されたＳＥＭ写真である。図４は、外装の中に収められた、本発明の組成物でコーティングされた導電性基材（ワイヤー）の３０倍に拡大された横断面のＳＥＭ写真である。図５は、本発明に従った連続的外装を備えて作成されたケーブルの半横向きの立面図である。図６は、本発明に従った螺旋状に巻回された外装を備えて作成されたケーブルの半横向きの立面図である。図７は、本発明に従った螺旋状に巻回された絶縁層を備えて作成されたケーブルの、外装層の一部を部分的に切除して示した半横向きの立面図である。図８は、恒久的に装着される外側外装の必要がない本発明に従ったケーブルを製造するための、ローリングダイ装置の部分的な大要の半横向きの等角投影図である。図９ａは、膨張前を示す絶縁層を備えた、図８の線９ａ−９ａにそったローリングダイ装置の横断面図である。図９ｂは、膨張後を示す絶縁層を備えた、図８の線９ｂ−９ｂにそったローリングダイ装置の横断面図である。図１０は、膨張前の例６Ｂにおいて作成されたケーブルの横断面の約４０倍に拡大されたＳＥＭ写真である。図１１は、延伸膨張後の例６Ｂにおいて作成されたケーブルの横断面の約４０倍に拡大されたＳＥＭ写真である。発明の詳細な説明本発明は、ワイヤーとケーブル用の改良された絶縁材、及びその絶縁材の製造方法を提供する。本願における用語「ケーブル」は、何らかの形態の絶縁材の中に収められた任意の形態の導体（例えば、電気系又は光学系）を包含するものとする。この導体は、金属（例えば、銀や銅）、非金属（例えば、炭素又は炭素含浸）材料、又は光ファイバー（例えば、ガラス又はプラスチック）材料を含んでよい。ケーブルは、通常の絶縁ワイヤー、同軸ケーブル、リボンケーブル、光ファイバーケーブル、差分(differential)ペアケーブル、ツイストペアケーブルなどの形態を取ることができる。ＲｏｂｅｒｔＷ．Ｇｏｒｅの米国特許第３９５３５６６号明細書の中で説明されているように、機械的手段によって１以上の方向に未焼成の微粉末ＰＴＦＥ物体を加熱・急速機械延伸膨張することによって、フィブリルで相互に接続されたノードによって特徴づけられる微細構造を有するテトラフルオロエチレンポリマー材料が作成されることができる。延伸膨張後の寸法安定性を確立するために焼成されると、この材料は高度に多孔質であり、高い強度を有し、非常に良好な電気的絶縁特性を有する。この材料の多くの有用な形態の中には、フィルム／膜、チューブ、ロッド、及び連続フィラメントなどがある。いろいろな方法によって延伸膨張ＰＴＦＥ生成物よりケーブルが作成されることができる。この材料は同時押出によって導体の上に配置されることができるが、延伸膨張ＰＴＦＥ絶縁材は、テープの形態に形成され、次いでワイヤーの周りにきつく巻回されることが好ましい。これにより、その絶縁材の中にしっかりと収容された、効果的に絶縁されたワイヤーを生成する。本発明において、ＰＴＦＥ又は同様なポリマー（例えば、超高分子量のポリエチレン）が、ポリマー組成物に配合された膨張可能なマイクロスフェアーを使用することによって延伸膨張される。このようなマイクロスフェアーは、膨張可能な液体又は気体の揮発性流体を囲むプラスチックコーティングを含んでなる。１９７１年１０月２６日に発行されたＭｏｒｅｈｏｕｓｅらの米国特許第３６１５９７２号明細書は、熱に曝されたときに劇的に膨張するに適する熱可塑性マイクロスフェアーを教示している。これらのマイクロスフェアーは、揮発性流体を封入する樹脂材料物体を含む単一セルの粒子である。加熱されると熱可塑性マイクロスフェアーの樹脂材料が軟化し、揮発性物質が膨張し、マイクロスフェアー全体のサイズを大幅な増加を生じさせる。冷却されると、マイクロスフェアーのシェルの樹脂材料は流動を停止し、その拡大された寸法を保持する傾向にあり、マイクロスフェアーの内側の揮発性流体は凝縮する傾向にあり、マイクロスフェアー中の減圧を生じさせる。このような熱可塑性マイクロスフェアーは、ノーベルインダストリースズウェーデン（Sundsvall、スウェーデン）から商標ＥＸＰＡ種々のサイズと形態で入手することができ、膨張温度は一般に８０〜１３０℃の範囲である。膨張は通常８０〜２６０℃又はそれ以上で実施されることができ、滞留時間のようないつくもの因子に依存する。一般的なＥＸＰＡＮＣＥＬマイクロスフェアーは９〜１７μｍの初期平均直径と４０〜６０μｍの膨張後平均直径を有する。ノーベルインダストリーズによると、このマイクロスフェアーは１２５０〜１３００ｋｇ／ｍ³の未膨張真密度と２０ｋｇ／ｍ³未満の膨張後密度を有する。本願における用語「膨張可能なマイクロスフェアー(expandable microsphere) 」は、膨張に適する揮発性流体を充填された全ての中空の弾力性の収容体を包含するものと理解すべきである。現状で入手可能なマイクロスフェアーは、エネルギー源に曝されたときに膨張するに適する本質的にボール形状の粒子であるが、このようなマイクロスフェアーはそれらの膨張後の形態において極めて弾力があって圧縮・開放されることができ（例えば、押出）、本発明に必要な延伸膨張を達成可能であることを理解すべきである。また、このような生成物をいろいろな他の形状の例えばチューブ、楕円体、立方体、粒子などに形成することも可能である。そのようなものとして、本発明の説明における用語「膨張可能なマイクロスフェアー」は、現在知られる又は今後開発されるこれらの製品のあらゆる適用可能な形態と使用を包含するものとする。本発明の現状で好ましい１つの態様において、ＥＸＰＡＮＣＥＬタイプ０９１ＤＵが採用される。この製品は、５〜５０μｍの粒子サイズを有する少し灰色がかった白色の乾燥粉末である。マイクロスフェアーのシェルはアクリロニトリル又はメタクリロニトリルを含む。揮発性流体はイソペンタンを含む。ＥＸＰＡＮＣＥＬマイクロスフェアーの乾式調製物とＰＴＦＥ又は同様なポリマーの分散系を混合し、次いで得られた組成物を加熱することによって、そのポリマーは３次元の延伸膨張を受けることができ、ポリマーのノードとフィブリルの多孔質網状構造が得られることが見出されている。ペースト、分散系又は粉末の形態のＰＴＦＥと、乾燥粉末又は溶液の形態のマイクロスフェアーの混合物が、１〜９０重量％のマイクロスフェアーの割合で混合されるが、５〜８５重量％のマイクロスフェアーが好ましい。わずか０．１〜５重量％の割合のマイクロスフェアーであっても広範囲な生成物が作成されることができ、同様に、いくつかの用途においては、９０〜９９重量％又はそれ以上の割合のマイクロスフェアー及び／又は他のフィラーを有する充填された生成物が作成されることができると認識すべきである。混合は、粉末の乾式混合、湿式混合、水分散系とスラリー状フィラーの共凝固、高剪断混合などを含む任意の適切な手段によって生じさせることができる。混合の後、得られた組成物は、好ましくは８０〜１８０℃の温度に０．５〜１０分間加熱され、マイクロスフェアーを活性化させる。現状で利用可能なマイクロスフェアー技術を用いると、さらなる密度低下が望まれる場合、その組成物が４０〜２４０℃の温度に再加熱され、例えば米国特許第３９６３５６６号明細書に開示のような任意の一般的な手段によって機械的に延伸膨張されることもできる。実際のところ、本発明は、マイクロスフェアー膨張の前、途中及び／又は後によらず、多くの既存の機械的延伸膨張技術を取り入れることが考えられると認識すべきである。得られた製品は卓越した特性を有することが証明されている。ワイヤー導体の周りに形成された場合、この組成物は、１．０４〜１．２５の典型的な誘電率と８９〜９８％の典型的な伝搬速度を有する優れた電気絶縁材であることが証明されている。しかも、損傷や絶縁特性の低下を避けるために注意深く取り扱われなければならないいくつかの現在採用されている低誘電性絶縁材と異なり、本発明の絶縁材は、機械的作用による変形や性能低下に特に抵抗する。用途によって、この絶縁材は上記の又はそれを超える範囲の事実上任意の誘電率を備えて作成されることができる。現在までの実験からは、１．１２と１．０６より低い誘電率を有する絶縁材が本発明を用いて容易に製造可能であることが示されている。そのようなものとして、この材料の別なユニークな特性との組み合わせにおいて、本発明に従って作成された組成物は、様々な電気的用途、とりわけワイヤー、高速伝搬信号ケーブル、外装、及び同様な用途に数多くの応用を有する。本発明の組成物は、断熱性、浮力、パジング、選択的溶媒透過性、成形適性、極めて低い密度、選択的膨張適性、寸法安定性（未焼成の形態であっても）、及び変形に対する比類ない伸縮性／回復性のような多くの他の望ましい特性を有する。また、これらの特性の多くは、その絶縁材料の選択的膨張適性を用いてその長さにそったインピーダンスの変化を有するケーブルを製造するような、ユニークなケーブル構造の作成に特に有用であることができる。電気絶縁性として望ましい特性の１つは、弾力性のあるクッション状の凝集性の材料(mass)の中にかなりの割合の開口空隙を「パフする(puff into)」ことができる組成物の適性である。この材料は、全次元に膨張することができ、その寸法の劇的な増加と１０〜５０％さらに８０％以上の典型的な気孔率にもかかわらず、高度な自己凝集性を維持する。必ずしも必要ではないが、マイクロスフェアーの膨張に加えてＰＴＦＥ／マイクロスフェアー組成物を機械的に延伸膨張させることにより、得られる生成物はさらに低い密度となる。この「パフされた(puffed)」材料は、変形に対して顕著に弾性であり且つ回復性があることが証明されている。例えば、典型的な膨張された材料は、５０％以上の圧縮に耐え、元の形状にほぼ１００％回復することができる。本発明の延伸膨張適性は、数多くの従来高価であった又は作成不可能であった絶縁導体を、容易に製造することを適切にさせる。例えば、極めて低い誘電率を有する導体は、絶縁材のあらゆる緻密化を避けるために製造プロセスの際に非常に注意深く取り扱われなければならない。このような緻密化は、導体の誘電性を高め、導体の中を通って伝わる電気信号にひずみを生じさせる。これらの問題は、多層の導体、絶縁材及び／又はシールドを組み込み、高い信号処理量を必要とする導体に特に問題である。この点でさらに難しいケーブルは高速同軸ケーブルであり、このケーブルは現在のところ、絶縁材が装着された後、アセンブリーされたケーブルの絶対的に最少限の捩じり、曲げその他の機械的操作を伴う「キッドグローブ」プロセス工程を用いて製造されなければならない。本発明は、アセンブリーされたケーブルに２つの重要な特性を与えることによって、このような絶縁材を製造するに必要なプロセス工程を大幅に簡単化することができる。第１に、その中に埋設された膨張可能なマイクロスフェアーを有する絶縁材を提供することによって、緻密化に関して殆ど注意せずに通常のアセンブリー技術を用いてケーブルが作成されることができる。ケーブルが完全にアセンブリーされた後、次いで絶縁材が適切に延伸膨張され、その十分な絶縁特性を生成する。このことは、アセンブリープロセスの際に緻密化の恐れなしに低誘電率のケーブルを提供する。第２に、本発明に従って製造された絶縁材の弾力性により、ケーブルの機械的作用による損傷の可能性が非常に低い。絶縁材の中に膨張可能なマイクロスフェアーを使用することによって、この絶縁材は、通常のアセンブリー、輸送、設置の操作の際に永久的に圧潰され又は損傷される可能性が低い。その結果、本発明のケーブルは、従来の電気絶縁材よりも安定してその元の誘電率を保持する。本発明の弾力性は、本発明に従って作成された延伸膨張組成物の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真の評価によってより良く理解されることができる。図１と２は、本発明の組成物の１５０倍に拡大されたＳＥＭ写真を示している。観察できるように、この組成物は、ポリマーのフィブリル12（即ち、糸状のエレメント）とノード14（即ち、それからフィブリルが出ている粒子）によって相互に接続された多数の膨張されたマイクロスフェアー10を含む。マイクロスフェアーを取り込んだフィブリルとノードのこの「足場(scaffold)」又は「格子(lattice)」構造は、組成物の中の開口空隙のかなりの領域を画定する。この組成物の多くのユニークな特性を生み出すものは、マイクロスフェアー10の中の隙間とこれらの空隙の両方であると考えられる。マイクロスフェアーとポリマーの間の特別な関係が、図３のＳＥＭ写真でより良好に観察されることができる。１２８０倍の倍率のこの写真において、マイクロスフェアー10は、フィブリル12とノード14に付着してそれらの中に埋設されて観察されることができる。示されたように、ポリマーは実際にマイクロスフェアーに結合し、観察上、マイクロスフェアー10から直接数本のフィブリル16が延び、数個のノード18がマイクロスフェアー10の表面に直接結合している。ポリマー／マイクロスフェアーの組成物は非常に有効な電気絶縁材であることが証明されているが、導体へのその適用は、延伸膨張ＰＴＦＥ絶縁材を施す通常の方法に限定され易く、主として延伸膨張されたテープを導体の周りに巻回することによる。このプロセスの欠点は、時間がかかり、生成物の望ましい低密度（即ち「パフ」された）を抑えがちなことである。マイクロスフェアーが膨張に供されて、導体の上でマイクロスフェアーが適切に膨張する前に、ポリマー／マイクロスフェアーの組成物で導体をコーティングすることが好ましい。このプロセスを用いると、絶縁性ジャケットがより速く且つより安いコストで施されることができるだけでなく、その場での絶縁材の延伸膨張が、より良好な電気的・機械的特性を提供すると考えられる。遺憾ながら、いくつかの例において、ポリマー／マイクロスフェアー組成物のその場での活性化は、導体から離して絶縁材層を延伸膨張させる傾向にあり、引抜を受け易いワイヤーをもたらすことが経験されている。この条件は、絶縁材が導体の周りに同時押出され、次いで延伸膨張される場合に特に顕著である。本発明は、導体の周りのポリマー／マイクロスフェアー組成物のその場での延伸膨張に制限を与え、組成物を導体と強制的にぴったり適合させることによってこれらの問題を解決する。図４に示されたように、導体20は、ＰＴＦＥ又はアクリルのような比較的非伸縮性の外装材料22の中に収容されている。本発明のポリマー／マイクロスフェアー組成物24で外装22を部分的に充填する又は導体20をコーティングすることによって、この組成物は膨張されて外装の中を完全に満たすことができ、導体20の周りに均一なコーティングを提供することができる。組成物の膨張を開始させるために導体自身を加熱することによって、別な態様のコーティングが形成されることもできる。膨張するポリマー／マイクロスフェアー組成物よりも外装が低伸縮性である限り、組成物は導体から引き離れようとせず、その逆に、膨張して導体と外装の間のスペースを満たし、絶縁材と導体の間のぴったりした適合を形成しようとすることが経験されている。外装と共に、未膨張組成物は、いろいろな方法で導体の上に施されることができる。適用方法のいくつかの説明に役立つ例は次の通りである。（1）本発明の組成物は、導体を組成物の中に単に浸漬することによって導体に接着することができると確認されている。このことは、先ず導体が浸漬コーティングされ、次いで膨張エネルギーが適用可能な外装の中に配置されることを可能にする。（2）外装自身が組成物を装填され、次いでワイヤーがその中に装入されることができる。（3）組成物が導体の上に押出され、次いで導体と組成物が外装の中に配置された後、延伸膨張エネルギーの適用によって一緒にしっかりと結合されることができる。また、このプロセスにおいて外装が同時押出されてもよく、又は追加の工程によって付加されてもよい。（4）未膨張マイクロスフェアーを含む組成物はテープ状に作成されることができ、そのテープは導体の周りに緩く又はきつく（特定のニーズによる）巻回されることができる。巻回されて外装の中に収容された後、活性化エネルギーが適用され、導体の周りに絶縁材のぴったりした適合を形成することができる。（5）組成物とＰＴＦＥ外装が１つのペレットに作成され、次いで導体の周りに割合に容易に同時押出されることができる。図５に示されたように、好ましい外装26は、組成物24と導体20を囲む連続チューブである。最終生成物の望ましい特性に依存して、この外装は、導電性又は非導電性材料のいずれかによって作成されることができる。この外装26は任意の寸法安定性材料であることができ、例えば金属（例えば、銅、アルミニウム又は編組されたスチールのシールド）、又はポリマーの例えばポリエチレン、ポリオレフィン（例えば、ＰＴＦＥ）、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ポリスチレン、エチレン−クロロトリフルオロエチレン（ＥＣＴＦＥ）、エチレン−テトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、又はペルフルオロアルコキシポリマー（ＰＦＡ）であることができる。殆どの用途について、理想的には、外装は低い誘電性の制約と良好な機械的特性を有するべきである。外装は、例えば押出、巻回、編組、圧伸成形、横巻、浸漬、メッキ、滴下、及びブロッキングなどの多様な方法によって施されることができる。また、下記に説明するように、外装は一時的にのみ取り付けられ、次いで絶縁材が適切に延伸膨張された後に除去されることもできる（例えば、ケーブル製造の際に除去可能な型を使用して）。好ましくは、この外装は、未膨張又は予め膨張された絶縁材の周りに施された編組、巻回又は押出である。外装を施すためのこれらの方法のいくつかの例を下記により詳細に示す。図６に示されたように、外装は、絶縁材24の周りに巻回されたテープ28として施されることもできる。このテープは、組成物24の周りに単に折り曲げられてもよいが、示した仕方で組成物24の周りに外装を螺旋状に巻回し、安定した適合を与えることが好ましい。図６はさらに、本発明から逸脱することなく、ケーブルの中に多重導体30a、30b、30cが容易に提供されることを例証する。図７に、連続的外装34と、導体38の周りに巻回されたテープを含む組成物層36 を備えて構成されたケーブル32が示されている。説明したように、この構造のケーブルは、未膨張のマイクロスフェアーがその中に埋設されたテープを提供し、導体の周りにそのテープを巻回し、巻回された導体を外装の中にジャケット状に収容し、次いで活性化エネルギーを与えてそのテープを延伸膨張させ、導体と外装の間のスペースを完全に満たすことによって作成されることができる。この作成方法は、絶縁材と導体の間の非常にぴったりした接合を形成する。同様に、この外装は、さらにぴったりした適合を形成するために、図６に示すようにテープ 36の周りに巻回されることもできることを理解すべきである。組成物をテープにして施す長所の１つは、テープのさらなる機械的延伸膨張を与える容易な手段を提供することである。説明したように、このことは、絶縁材の密度をさらに低下させ、絶縁材層の重さを減らし、その気孔率を高めることを可能にする。また、導体上に適所にあるときに組成物を機械的に延伸膨張させることも可能である。このようなその場の機械的延伸膨張は、導電性フィラーを充填されたＰＴＦＥのような特定の導体について特に実施可能なことがあり、絶縁材層と共に伸長することを許容することができる。特定の他のポリマーもまた、前記の仕方で膨張可能なマイクロスフェアーの存在下で延伸膨張し、ポリマーのノードとフィブリルの格子及び空隙を形成できることが確認されている。下記の例で説明するように、ポリマーのノードとフィブリルと空隙を形成する延伸膨張は、超高分子量のポリエチレンポリマーについても同様なプロセスを用いて達成されている。本発明者は、本発明に他の長鎖ポリマー、特には結晶化度の高いポリマーの例えばポリプロピレン、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）などを用いることによって同等な結果を達成し得ると考える。押出される外装に好ましい材料は、パフする(puffing)ために典型的に使用される温度で良好な強度を示し、且つ低い誘電率を呈する材料である。しかしながら、必要な絶縁特性の値は、外装が、誘電性システムの一部として又は電気シールドとして機能するかに依存することを認識すべきである。最良の例は、両方とも約２．１５の誘電率を有するＦＥＰ又はＰＦＡのようなフルオロポリマー樹脂、約２．１５の誘電率を有するＰＴＦＥ、及び約１．２〜１．５の誘電率を有する延伸膨張ＰＴＦＥである。これらの樹脂はいずれも約２００℃より高い温度で軟化し、それらをこの用途について良好な選択にする。ポリエチレンを溶融させないようにワイヤーを加熱して誘導的に絶縁材がパフされるならば、ポリエチレン（誘電率２．２）のようなこの他の樹脂もこの用途に使用されることができる。本発明の現状で好ましい態様は、上述のように、外装の中に恒久的に装着された延伸膨張絶縁材を使用するが、本発明の絶縁材は、除去可能な外装を備えて形成されることもできると考えられる。この場合、外装は、絶縁材が膨張された後に容易に除去される、はぎ取られる又は溶解されることができるジャケット又は型のような、単なる除去可能なカバーであってよい。連続的プロセスに関し、外装は、膨張後に自動的に除去される型であってよい。この局面において使用される１つの実施可能な装置40が図８〜１０に示されている。この装置40は、各々がその中に相対する一連の溝46、48を有する隣接して回転する表面42、44のペア（例えば、金属ベルト）を備える。未膨張絶縁材52でコーティングされた導体50は、相対する溝46、48の中を走行し、装置40の中を通して第１端部54から第２端部56に送られる。絶縁材を膨張させる目的で、装置の第１端部54にて回転面42、44に膨張エネルギーが与えられる。例えば、導体50の周りに絶縁材52を敏速に延伸膨張させ、導体50にしっかり接合させるために十分な熱を生じることができる回転面エレメントが、加熱用面の中に含められることができる。装置の第２端部56において、完全に膨張されて導体50にしっかり接合した、この時点では外装を有しない絶縁材 52を備えた完成したケーブルが取り出される。所望により、溝付面からケーブル 58の分離を容易にするため、装置の第２端部56に冷却用エレメントが用意されてよい。示されたように、このプロセスによって同時に多数のケーブルを製造することができる。この膨張装置の考えられる長所は数多くある。例えば、隣接して回転する表面は、全延伸膨張プロセスにわたって型との同じ相対位置に絶縁材を保持し、かじりその他のケーブル機械設備の起こりうる損傷を回避する。また、隣接して回転する表面は、いろいろな運転上又は市場のニーズを満足するように、ケーブルが、その長さにそって幅が変化する絶縁材を備えて製造されることを可能にする（例えば、溝付、螺旋又は波形の表面）。また、直線的なワイヤー経路は、膨張プロセスの際における絶縁材層への最少限の機械的損傷を保証する。同様にして、この装置は、特別な操作上の特性を付与したり膨張の際の絶縁材層の適切な制約を確保するために、別個な外装に収められた絶縁材を完全に又は部分的に膨張させるために使用することもできる。本発明の範囲を制限することを意図するものではなく、次にどのように本発明が採用され得るかの例を示す。例１６０％分散系の形態の２０．９４ｇのＰＴＦＥ、２７．８８ｇのＥＸＰＡＮＣＥＬ−０９１ＤＵ、及び３．５ｇの蒸留水からなるスラリーを混合した。これによって、固形分で４３％のＰＴＦＥと５７％のＥＸＰＡＮＣＥＬが得られた。使用したＰＴＦＥ分散系は、デラウェア州のウィルミントンにあるＥ．Ｉ．ｄｕＰｏｎｔｄｅＮｅｍｏｕｒｓａｎｄＣｏｍｐａｎｙから入手したパーツ番号ＴＥ３０の水分散系であった。ゲージ番号２４の銀メッキ銅ワイヤーを混合容器の底の小さな孔に挿入し、次いでその浴の中を通してワイヤーを上方に引っ張ることによって、前記のスラリーでそのワイヤーを「浸漬」コーティングした。次いでそのワイヤーを垂直に吊るし、外界条件で約３０分間乾燥した。乾燥後のコーティングしたワイヤーの１．０７ｍ（３．５フィート）の断片を、２ｍｍの内径（Ｉ．Ｄ．）、３ｍｍの外径（Ｏ．Ｄ．）、及び７０％の気孔率を有する同じ長さの延伸膨張ＰＴＦＥチューブ（例えば、Ｇｏｒｅの米国特許第３９５３５６６号明細書に従って製造したチューブ）の中に挿入した。次いでワイヤーのコーティングをパフ(puff)させてそれがワイヤーとＰＴＦＥチューブの間の環状スペースを充満するように、そのアセンブリーを１６５℃の対流式オーブンに３分間入れた。サンプルを取り出し、放冷した。パフさせたコーティングの密度は、既知の重量とパフさせたコーティングの体積を用いて０．０９６ｇ／ｃｃと計算された。次いでワイヤーアセンブリーをアルミナイジングしたフィルムで螺旋状に巻回し、伝搬速度（Ｖ．Ｐ．）について試験した。伝搬速度を測定するためにＴｅｃｈｔｒｏｎｉｃｓＭｏｄｅｌＣＳＡ８０３をＴＤＲモード（時間領域反射率測定）で使用し、伝搬速度を測定した。１．６７ｍ（５．４７フィート）の長さのケーブルが３．４６１ｎｓ／ｍ（１．０５５ｎｓ／フィート）の信号遅れを有すると測定され、これは２．８８９×１０⁸ｍ／秒の信号速度に変換される。この信号速度を真空中の光の速度（２．９９８×１０⁸ｍ／秒）で割ると９６．３６％の伝搬速度となる。この値より式：伝搬速度＝１／（Ｅｒ）^1/2用いて誘電率（Ｅｒ）を計算することができる。このケーブルのＥｒは１．０７７と計算される。例２６０％分散系の形態の７．３６ｇのＰＴＦＥ、１３．６７ｇのＥＸＰＡＮＣＥＬ−０９１ＤＵ、及び４．５ｇの蒸留水からなるスラリーを混合した。これによって、固形分で３５％のＰＴＦＥと６５％のＥＸＰＡＮＣＥＬが得られた。使用したＰＴＦＥ分散系は、ＤｕＰｏｎｔＣｏｍｐａｎｙから入手したパーツ番号ＴＥ３０の水分散系であった。ゲージ番号３３の銀メッキ銅ワイヤーを混合容器の底の小さな孔に挿入し、次いでその浴の中を通してワイヤーを上方に引っ張ることによって、前記のスラリーでそのワイヤーを浸漬コーティングした。次いでそのワイヤーを垂直に吊るし、外界条件で約３０分間乾燥した。乾燥後のコーティングしたワイヤーの１．０７ｍ（３．５フィート）の断片を、同じ長さの内径４３ミルの銅チューブの中に挿入した。次いでワイヤーのコーティングをパフさせてそれがワイヤーとＰＴＦＥ銅チューブの間の環状スペースを充満するように、そのアセンブリーを１６５℃の対流式オーブンに４分間入れた。サンプルを取り出し、放冷した。伝搬速度を測定するためにＴｅｃｈｔｒｏｎｉｃｓＭｏｄｅｌＣＳＡ８０３をＴＤＲモード（時間領域反射率測定）で使用し、伝搬速度を測定した。０．９８８ｍ（３．２４０フィート）の長さのケーブルが３．４０２ｎｓ／ｍ（１．０３７ｎｓ／フィート）の信号遅れを有すると測定され、これは２．９３９×１０⁸ｍ／秒の信号速度に変換される。この信号速度を真空中の光の速度（２．９９８×１０⁸ｍ／秒）で割ると９８．０３％の伝搬速度となる。この値より、誘電率（Ｅｒ）は１．０４１と計算された。例３５０重量％のＥＸＰＡＮＣＥＬ−０９１ＤＵを含む超高分子量のポリエチレン（ＵＨＭＷ−ＰＥ）のフィルムを作成するため、次の方法を使用した。１３０℃を超える温度に溶液を維持することができるジャケット付き反応容器の中でＵＨＭＷ−ＰＥの溶液を調製した。この容器を、流れる窒素でパージした。また、この容器に、溶液温度を測定するための熱電対と攪拌翼を装着した。１．最初に容器を約７９℃に加熱し、その時点で２００ｇの試薬グレードの混合キシレンを添加し、温度を平衡状態にした。２．攪拌中の溶媒に４．０ｇのＨｏｓｔａｌｏｎＧＵＲ４１２とＥＸＰＡＮＣＥＬ−０９１ＤＵをゆっくり添加した。さらに、０．０４ｇの酸化防止剤（ＩＲＧＡＮＯＸ１０１０）を添加した。３．連続的に攪拌しながら、オイル浴の温度を１２３℃に上げた。溶液温度が１１７℃に達したときに攪拌を停止し、攪拌翼を取り出した。その溶液を３０分間、温度の平衡状態に置いた。４．平衡にさせた後、その熱い溶液をガラス皿に注ぎ入れ、アルミニウムホイルで軽く覆った。３０分後にこのホイルを除去し、溶媒を終夜にわたって蒸発させた。上記の方法によって得られた生成物の試験片は長さ４．７０ｃｍ、幅１．１０ｃｍ、厚さ０．３５８ｃｍ、重さ０．５７０ｇと測定され、計算密度は０．３０８ｇ／ｃｃであった。この試験片を１６５℃の対流式オーブンに５分間入れ、取り出した。このサンプルはパフされた外観を有した。パフされたサンプルから試験片を切り出し、長さ８．９２ｃｍ、幅２．０４ｃｍ、厚さ０．７６７ｃｍ、重さ０．５３４ｇと測定され、計算密度は０．０３８ｇ／ｃｃであった。例４本発明の絶縁材の浸漬コーティングでワイヤーの上を覆って押出される熱可塑性樹脂の連続処理についてプロセスを試験した。アメリカンワイヤーゲージ３０番のワイヤー（０．０１０インチ）を、ＰＴＦＥと膨張可能マイクロスフェアーの混合物でコーティングした。ＰＴＦＥと膨張可能マイクロスフェアーの混合物は、例１の仕方で混合された、固形分で５０％のＰＴＦＥと５０％のＥＸＰＡＮＣＥＬ−ＤＵ０９１のスラリーであった。コーティングは、その混合物で満たされたカップの中を通してワイヤーを引き、内径（Ｉ．Ｄ．）が０．７６２ｍｍ（０．０３インチ）の押出チップの中を通して取り出すことによって行った。混合物中の水は、コーティングしたワイヤーを約１０７℃の乾燥用チューブの中を通して走行させることによって除去した。次いでコーティングしたワイヤーを、通常の熱可塑性プラスチック押出機のクロスヘッドの中を通して走行させ、そこで外径（０．Ｄ．）４．４５ｍｍ（０．１７５インチ）のチップと内径５．０６ｍｍ（０．１９９インチ）のダイを用いてポリエチレンのスキンを施した。ポリエチレンは、スクリュー押出機の２．８回転／分（ＲＰＭ）のスクリュー速度で約１６２℃の溶融温度を有する。ワイヤーを約２７４ｃｍ／分（９フィート／分）で押出機の中を通して引いた。インラインのレーザーゲージを用いてワイヤーの直径し、約２．０３ｍｍ（０．０８インチ）であることが分かった。キャパシタンスはインラインで２９ｐｆ／ｍ（８．９ｐｆ／フィート）と測定された。これから約１．１の誘電率と計算される。その導体を模擬シールドの間にサンドイッチし（各々の内側表面に施されたアルミニウム／ＭＹＬＡＲシールドを有する２枚の絶縁された平板を含む）、それにそった伝搬速度（Ｖ．Ｐ．）を測定した。サンプルをパフさせた後、９５．４％の伝搬速度が得られ、１．０９９の誘電率と計算された。例５Ａ重量で５％のＥＸＰＡＮＣＥＬ／９５％のＰＴＦＥのサンプルを次の方法によって作成した。ノーベルインダストリーズ(1519 Johnson Ferry Road，Marietta ，GA 30062)から入手したＥＸＰＡＮＣＥＬ−０９１ＤＵの７．８ｇと５５１．２ｇの脱イオン水のスラリーを２リットルの邪魔板付きステンレス鋼容器の中で調製した。スラリーを８００ＲＰＭで攪拌しなから、２０．０％分散系の形態の１４８．２ｇのＰＴＦＥを素早くその容器の中に注ぎ入れた。ＰＴＦＥ分散系はＩＣＩアメリカズ社から入手した水分散系であった。３０秒後に、カチオン改質ポリアクリルイミドの０．４％溶液の２．２ｇを添加し、共凝固を開始させた。合計で１分２０秒後に、ミキサーを止めた。凝塊が容器の底に沈殿し、上澄みは透明であった。この凝塊を対流式オーブン中で１１０℃にて乾燥した。乾燥したケーキを０℃ 未満に冷却した。次いでこのケーキを０．６３５ｃｍのメッシュのステンレス鋼スクリーンを通して手で粉砕した。スクリーンを通した粉末のサンプルを、粉末の１ｇあたり０．３７５ｃｃの比率のミネラルスピリットで潤滑した。８．３×１０⁶Ｎ／ｍ²の材料圧力にて、シリンダー中で外径１９．１ｍｍ×内径１２．７ｍｍのペレットを作成した。次いでこのペレットを０．８１３ｍｍ（０．０３２インチ）のチップと１．２０７ｍｍ（０．０４７５インチ）のダイを用いて、ゲージ番号２６の７本撚線(strand)のワイヤー（外径０．４８０ｍｍ（０．０１８９インチ））の上に押出した。例５Ｂ例５Ａと同じ方法を用いて重量で１５％のＥＸＰＡＮＣＥＬ／８５％のＰＴＦＥの組成物を作成し、但し次の成分量を用いた。・２３．４ｇのＥＸＰＡＮＣＥＬ−０９１ＤＵと６１３．６ｇの脱イオン水のスラリー・２０．０％分散系の形態の１３２．６ｇのＰＴＦＥ・カチオン改質ポリアクリルイミドの０．４％溶液の２．１ｇ・スクリーンを通した粉末のサンプルを、１ｇの粉末あたり０．３７５ｃｃの溶媒の比のミネラルスピリットで潤滑した。同じペレット化と押出の装置、及び例５Ａに示した条件を用い、その材料を同様にゲージ番号２６の７本撚線のワイヤーの上に押出した。例５Ｃ例５Ｂを踏襲し、重量で１５％のＥＸＰＡＮＣＥＬ／８５％のＰＴＦＥの組成物を作成した。また、例５Ｂを踏襲してペレットを作成した。１．４７３ｍｍ（０．０５８インチ）のチップと１．７４０ｍｍ（０．０６８５インチ）のダイを用いてゲージ番号２６の７本撚線のワイヤーの上にペレットを押出した。例６上記の例５Ａ、５Ｂ、５Ｃの各々の上にＰＦＡの外装をスクリュー押出を行い、それぞれ新しい例６Ａ、６Ｂ、６Ｃを行った。各々の例において、ＰＦＡスキンの適用条件は、４．４５ｍｍ（０．１７５インチ）の外径を有するチップ、５．５１ｍｍ（０．２１７インチ）の内径を有するダイ、３．０のＲＰＭ、１０６７ｃｍ／分（３５フィート／分）の線速度、３５３℃の溶融温度とした。瞬間膨張させる（パフ）前にサンプルを横に切り、１６０℃で３分間瞬間膨張させた後に再度横に切った。図１０は、膨張前の例６Ｂのケーブルの横断面を示すＳＥＭである。このケーブルは、多重ストランド金属導体60、未膨張の絶縁材層62、及び外側外装64を備える。導体60と絶縁材層62の間にはっきりした隙間66 が見える。図１１は、瞬間膨張後の例６Ｂのケーブルの横断面を示す。この場合、絶縁材層62は、導体60とのしっかりした接触となるように延伸膨張されている。本願において本発明の特定の態様を例示し、説明してきたが、本発明はこの例示や説明に限定されるべきでない。いろいろな変化や変更が、次の請求の範囲の範疇の中で本発明の一部として取り入れられ、具体化され得ることは明らかであろう。

【手続補正書】特許法第１８４条の８【提出日】１９９５年１０月１９日【補正内容】請求の範囲１．導体、その導体を囲む膨張された絶縁材層であって、フィブリルによって相互に接続されたノードの格子を形成する延伸膨張されたポリマー、ノードとフィブリルの中に混ぜ込まれて膨張された膨張可能なマイクロスフェアー、及びノードとフィブリルとマイクロスフェアーの間の開口空隙の複合材料を含んでなる絶縁材層、その絶縁材を囲む外装であって、その絶縁材層よりも伸縮性が低い外装、を含んでなるケーブルであって、その絶縁材層は、その外装とその導体の間にぴったりした適合を有する膨張された層を含むエネルギー伝導性ケーブル。２．外装が、導体と絶縁材の周りに巻回された材料のストリップである請求の範囲第１項に記載のケーブル。３．材料のストリップが寸法安定性である請求の範囲第２項に記載のケーブル。４．外装が、導体と絶縁材を囲む材料の連続チューブである請求の範囲第１項に記載のケーブル。５．その材料の連続チューブが、ポリテトラフルオロエチレン、延伸膨張ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、エチレン−テトラフルオロエチレン、エチレン−クロロトリフルオロエチレン、ペルフルオロアルコキシポリマー、及びポリプロピレンからなる群より選択された寸法安定性ポリマーを含む請求の範囲第４項に記載のケーブル。６．外装が、導体と絶縁材の周りに同時押出された連続チューブを含む請求の範囲第４項に記載のケーブル。７．ポリマーが、ポリテトラフルオロエチレンと超高分子量ポリエチレンからなる群より選択された請求の範囲第１項に記載のケーブル。８．絶縁材が、導体の周りに巻回されたテープを含む請求の範囲第１項に記載のケーブル。９．絶縁材が、マイクロスフェアーの膨張と機械的延伸膨張の両方によって得られた低密度の延伸膨張材料を含む請求の範囲第１項に記載のケーブル。１０．導体を提供し、延伸膨張可能なポリマーと未膨張の膨張可能なマイクロスフェアーの複合材料層で導体を囲み、そのマイクロスフェアーはエネルギー源に曝されたときに膨張するに適し、その導体と複合材料層を外装内にジャケット状に収容し、外装内にジャケット状に収容した後にその複合材料層をエネルギー源に曝し、複合材料層を拡大させてケーブル内に弾力性保護層を形成するようにマイクロスフェアーを膨張させる、ことを含むエネルギー伝導性ケーブルの製造方法。１１．複合材料層を付加的に機械的延伸膨張させることをさらに含む請求の範囲第１０項に記載の方法。１２．複合材料層を、ポリマーと膨張可能なマイクロスフェアーのテープとして提供することをさらに含む請求の範囲第１０項に記載の方法。１３．複合材料層を、ポリマーと膨張可能なマイクロスフェアーのテープとして提供し、導体を囲む前にテープを機械的延伸膨張する、ことをさらに含む請求の範囲第１２項に記載の方法。１４．寸法安定性材料のストリップを含む外装を提供することをさらに含む請求の範囲第１０項に記載の方法。１５．導体と複合材料層の周りに外装を巻回することをさらに含む請求の範囲第１４項に記載の方法。１６．導体と複合材料層の周りに外装を螺旋状に巻回することをさらに含む請求の範囲第１５項に記載の方法。１７．本質的に連続的な外被を含む外装を提供することをさらに含む請求の範囲第１０項に記載の方法。１８．導体の周りに連続的外被を同時押出することをさらに含む請求の範囲第１７項に記載の方法。１９．複合材料層をペーストとして提供し、導体の周囲の周りにペーストを施すことをさらに含む請求の範囲第１０項に記載の方法。２０．導体を浸漬コーティングすることによって導体の周りにペーストを施すことをさらに含む請求の範囲第１９項に記載の方法。２１．マイクロスフェアーの膨張後に外装を除去することをさらに含む請求の範囲第１０項に記載の方法。２２．外装が、膨張後に複合材料層から分離される型を備える請求の範囲第２１項に記載の方法。２３．複合材料層より伸縮性が低い外装を提供し、外装の中で絶縁材層を拡大させ、導体と絶縁材層の間にぴったりした適合を形成させる、ことをさらに含む請求の範囲第１０項に記載の方法。２４．導電体を提供し、ポリマーと未膨張の膨張可能なマイクロスフェアーの複合材料を提供し、そのマイクロスフェアーはエネルギー源に曝されたときに膨張するに適し、その複合材料より絶縁性テープを作成し、その絶縁性テープを膨張させ、ノード、相互接続するフィブリル、膨張された膨張可能なマイクロスフェアー、及びノードとフィブリルとマイクロスフェアーの間の空隙を含んでなる弾力性のある材料を形成し、その導電体の周りに絶縁性テープを巻回し、その導電体とテープの周りに外装を巻回し、その導電体と絶縁性テープの間にぴったりした適合を形成する、ことを含む電気ケーブルの製造方法。２５．複合材料を押出することによって絶縁性テープを形成することをさらに含む請求の範囲第２４項に記載の方法。２６．テープを機械的に伸長させることによってテープを延伸膨張させることをさらに含む請求の範囲第２４項に記載の方法。２７．導電体と絶縁性テープを外装の中に巻回した後、テープを膨張させて外装と導電体の間によりきつい適合を形成させるように絶縁性テープをエネルギー源に曝すことをさらに含む請求の範囲第２６項に記載の方法。２８．テープをエネルギー源にさらすことによってテープを膨張させることをさらに含む請求の範囲第２４項に記載の方法。２９．少なくとも１本の導体、その導体を囲む膨張された絶縁材の弾力性のある層であって、その絶縁材層はポリマーとそのポリマーに混ぜ込まれた膨張可能なマイクロスフェアーの複合材料を含み、ポリマーのノード、相互接続するフィブリル、膨張可能なマイクロスフェアー、及びノードとフィブリルとマイクロスフェアーの間の空隙を含んでなる弾力性のある層、その絶縁材を収容する外装、を含んでなる電気ケーブルであって、そのケーブルは低い誘電率を有し、そのケーブルに対して加えられた力によって生じる高誘電率化に抵抗する電気ケーブル。３０．ケーブルが同軸ケーブルである請求の範囲第２９項に記載のケーブル。３１．ケーブルが１．２５未満の誘電率を有する請求の範囲第３０項に記載のケーブル。３２．弾力性の絶縁材層が導体をぴったり囲む請求の範囲第２９項に記載のケーブル。３３．導体を提供し、ポリマーと膨張可能なマイクロスフェアーの複合材料を含む絶縁材層を提供し、所定の内径を有する外装を提供し、その導体をその絶縁材層で囲み、その導体と絶縁材層を外装の中に収容し、その絶縁材層を外装の中に配置した後、マイクロスフェアーを膨張させて外装の内径を絶縁材の弾力性のある層で充満させるように膨張可能なマイクロスフェアーを活性化エネルギーに曝す、ことを含むケーブルの製造方法。３４．伝導性同軸ケーブルのシールドを含む外装を提供することによって同軸ケーブルを製造することをさらに含む請求の範囲第３３項に記載の方法。３５．同軸ケーブルのアセンブリーが完成した後、膨張可能なマイクロスフェアーを活性化エネルギーに曝すことによって低誘電率のケーブルを製造することをさらに含む請求の範囲第３４項に記載の方法。３６．押出可能なポリマー材料を含む外装を提供し、導体と複合材料の上に外装を押出することによって外装内に導体と複合材料を収容する、ことをさらに含む請求の範囲第３３項に記載の方法。３７．導体と複合材料の上に外装を押出しながら同時にマイクロスフェアーを膨張させることをさらに含む請求の範囲第３６項に記載の方法。３８．外装が導体と複合材料の上に押出しされた後、マイクロスフェアーを膨張させることをさらに含む請求の範囲第３６項に記載の方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＵ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＫ，ＵＡ，ＶＮ (72)発明者マイナー，レイモンドビー. アメリカ合衆国，メリーランド 21921, エルクトン，グリーンヘブンドライブ 233 (72)発明者ハーディー，ウィリアムアメリカ合衆国，ペンシルバニア 19350, ランデンバーグ，チェインゲートサークル 206 (72)発明者ケネディ，マイケルアメリカ合衆国，メリーランド 21921, エルクトン，ホワイトパインコート 25

Claims

【特許請求の範囲】１．導体、その導体を囲む膨張された絶縁材層であって、フィブリルによって相互に接続されたノードの格子を形成する延伸膨張されたポリマーと、ノードとフィブリルの中に混ぜ込まれて膨張された膨張可能なマイクロスフェアーの複合材料を含んでなる絶縁材層、その絶縁材を囲む外装であって、その絶縁材層よりも伸縮性が低い外装、を含んでなるケーブルであって、その絶縁材層は、その外装とその導体の間にぴったりした適合を有する膨張された層を含むエネルギー伝導性ケーブル。２．外装が、導体と絶縁材の周りに巻回された材料のストリップである請求の範囲第１項に記載のケーブル。３．材料のストリップが寸法安定性である請求の範囲第２項に記載のケーブル。４．外装が、導体と絶縁材を囲む材料の連続チューブである請求の範囲第１項に記載のケーブル。５．その材料の連続チューブが、ポリテトラフルオロエチレン、延伸膨張ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、エチレン−テトラフルオロエチレン、エチレン−クロロトリフルオロエチレン、ペルフルオロアルコキシポリマー、及びポリプロピレンからなる群より選択された寸法安定性ポリマーを含む請求の範囲第４項に記載のケーブル。６．外装が、導体と絶縁材の周りに同時押出された連続チューブを含む請求の範囲第４項に記載のケーブル。７．ポリマーが、ポリテトラフルオロエチレンと超高分子量ポリエチレンからなる群より選択された請求の範囲第１項に記載のケーブル。８．絶縁材が、導体の周りに巻回されたテープを含む請求の範囲第１項に記載のケーブル。９．絶縁材が、マイクロスフェアーの膨張と機械的延伸膨張の両方によって得られた低密度の延伸膨張材料を含む請求の範囲第１項に記載のケーブル。１０．導体を提供し、延伸膨張可能なポリマーと未膨張の膨張可能なマイクロスフェアーの複合材料層で導体を囲み、そのマイクロスフェアーはエネルギー源に曝されたときに膨張するに適し、その導体と複合材料層を外装内にジャケット状に収容し、その複合材料層をエネルギー源に曝し、複合材料層を拡大させてケーブル内に弾力性保護層を形成するようにマイクロスフェアーを膨張させる、ことを含むエネルギー伝導性ケーブルの製造方法。１１．複合材料層を付加的に機械的延伸膨張させることをさらに含む請求の範囲第１０項に記載の方法。１２．複合材料層を、ポリマーと膨張可能なマイクロスフェアーのテープとして提供することをさらに含む請求の範囲第１０項に記載の方法。１３．複合材料層を、ポリマーと膨張可能なマイクロスフェアーのテープとして提供し、導体を囲む前にテープを機械的延伸膨張する、ことをさらに含む請求の範囲第１２項に記載の方法。１４．寸法安定性材料のストリップを含む外装を提供することをさらに含む請求の範囲第１０項に記載の方法。１５．導体と複合材料層の周りに外装を巻回することをさらに含む請求の範囲第１４項に記載の方法。１６．導体と複合材料層の周りに外装を螺旋状に巻回することをさらに含む請求の範囲第１５項に記載の方法。１７．本質的に連続的な外被を含む外装を提供することをさらに含む請求の範囲第１０項に記載の方法。１８．導体の周りに連続的外被を同時押出することをさらに含む請求の範囲第１７項に記載の方法。１９．複合材料層をペーストとして提供し、導体の周囲の周りにペーストを施すことをさらに含む請求の範囲第１０項に記載の方法。２０．導体を浸漬コーティングすることによって導体の周りにペーストを施すことをさらに含む請求の範囲第１９項に記載の方法。２１．マイクロスフェアーの膨張後に外装を除去することをさらに含む請求の範囲第１０項に記載の方法。２２．外装が、膨張後に複合材料層から分離される型を備える請求の範囲第２１項に記載の方法。２３．複合材料層より伸縮性が低い外装を提供し、外装の中で絶縁材層を拡大させ、導体と絶縁材層の間にぴったりした適合を形成させる、ことをさらに含む請求の範囲第１０項に記載の方法。２４．導電体を提供し、ポリマーと未膨張の膨張可能なマイクロスフェアーの複合材料を提供し、そのマイクロスフェアーはエネルギー源に曝されたときに膨張するに適し、その複合材料より絶縁性テープを作成し、その絶縁性テープを膨張させ、その導電体の周りに絶縁性テープを巻回し、その導電体とテープの周りに外装を巻回し、その導電体と絶縁性テープの間にぴったりした適合を形成する、ことを含む電気ケーブルの製造方法。２５．複合材料を押出することによって絶縁性テープを形成することをさらに含む請求の範囲第２４項に記載の方法。２６．テープを機械的に伸長させることによってテープを延伸膨張させることをさらに含む請求の範囲第２４項に記載の方法。２７．導電体と絶縁性テープを外装の中に巻回した後、テープを膨張させて外装と導電体の間によりきつい適合を形成させるように絶縁性テープをエネルギー源に曝すことをさらに含む請求の範囲第２６項に記載の方法。２８．テープをエネルギー源にさらすことによってテープを膨張させることをさらに含む請求の範囲第２４項に記載の方法。２９．少なくとも１本の導体、その導体を囲む膨張された絶縁材の弾力性のある層であって、ポリマーとそのポリマーに混ぜ込まれた膨張可能なマイクロスフェアーの複合材料を含む絶縁材層、その絶縁材を収容する外装、を含んでなる電気ケーブルであって、そのケーブルは低い誘電率を有し、そのケーブルに対して加えられた力によって生じる高誘電率化に抵抗する電気ケーブル。３０．ケーブルが同軸ケーブルである請求の範囲第２９項に記載のケーブル。３１．ケーブルが１．２５未満の誘電率を有する請求の範囲第３０項に記載のケーブル。３２．弾力性の絶縁材層が導体をぴったり囲む請求の範囲第２９項に記載のケーブル。３３．導体を提供し、ポリマーと膨張可能なマイクロスフェアーの複合材料を含む絶縁材層を提供し、所定の内径を有する外装を提供し、その導体をその絶縁材層で囲み、その導体と絶縁材層を外装の中に収容し、膨張可能なマイクロスフェアーを活性化エネルギーに曝し、マイクロスフェアーを膨張させて外装の内径を絶縁材の弾力性のある層で充満させる、ことを含むケーブルの製造方法。３４．伝導性同軸ケーブルのシールドを含む外装を提供することによって同軸ケーブルを製造することをさらに含む請求の範囲第３３項に記載の方法。３５．同軸ケーブルのアセンブリーが完成した後、膨張可能なマイクロスフェアーを活性化エネルギーに曝すことによって低誘電率のケーブルを製造することをさらに含む請求の範囲第３４項に記載の方法。３６．押出可能なポリマー材料を含む外装を提供し、導体と複合材料の上に外装を押出することによって外装内に導体と複合材料を収容する、ことをさらに含む請求の範囲第３３項に記載の方法。３７．導体と複合材料の上に外装を押出しなから同時にマイクロスフェアーを膨張させることをさらに含む請求の範囲第３６項に記載の方法。３８．外装が導体と複合材料の上に押出しされた後、マイクロスフェアーを膨張させることをさらに含む請求の範囲第３６項に記載の方法。